將無網(wǎng)格Galerkin法引入正交各向異性薄板的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化中,建立了以節(jié)點(diǎn)相對(duì)密度為設(shè)計(jì)變量、以結(jié)構(gòu)柔度為目標(biāo)函數(shù)的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化模型;采用罰函數(shù)施加本質(zhì)邊界條件,結(jié)合固體各向同性懲罰插值模型和OC優(yōu)化準(zhǔn)則,推導(dǎo)了目標(biāo)函數(shù)的靈敏度分析算法;利用數(shù)值算例驗(yàn)證了所建模型及算法的可行性,完成了單載荷工況、多載荷工況下各向異性材料的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì),探討了材料性能與鋪設(shè)角度對(duì)各向異性薄板結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果的影響。結(jié)果表明,各向異性薄板在彈性模量較小的方向上,材料分布較多,且拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)呈現(xiàn)周期性變化。

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【部分圖文】：

圖1正交各向異性基爾霍夫薄板Fig.1OrthogonalanisotropicKirchhoffthinplate

應(yīng)的泊松比，且212121EE；12G為剪切彈性模量。若主方向Ⅱ與x軸夾角不為0°，如圖2所示，此時(shí)基爾霍夫薄板的剛度系數(shù)變?yōu)?12ijijhDQ，i,j=1,2,6(16)式中,1,2,6ijQij稱為離軸剛度系數(shù)，是正軸剛度ijQ通過坐標(biāo)變換得到，即1112TT1222660....

圖2一般(正交)各向異性基爾霍夫薄板Fig.2Normal(orthogonal)anisotropicKirchhoffthinplate

802應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào)第36卷性模量；12、21為相應(yīng)的泊松比，且212121EE；12G為剪切彈性模量。若主方向Ⅱ與x軸夾角不為0°，如圖2所示，此時(shí)基爾霍夫薄板的剛度系數(shù)變?yōu)?12ijijhDQ，i,j=1,2,6(16)式中,1,2,6ijQij稱為離軸剛度系數(shù)，是正軸剛度ij....

圖3中心承受集中力的基爾霍夫方形薄板Fig.3Kirchhoff’ssquaresheetundercenterconcentratedload

圖4目標(biāo)函數(shù)的收斂曲線Fig.4Theconvergencecurveoftheobjectivefunction(b)f

6m1m四邊固支的基爾霍夫方形薄板。在薄板中心承受P=10kN的橫向集中載荷，采用1515的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行離散，并分別采用f0.4、f0.5的體積比對(duì)圖3所示模型進(jìn)行優(yōu)化，在其迭代曲線收斂(如圖4(a)、圖4(b)所示)后得到的拓?fù)浣Y(jié)果分別如圖5(a)、圖5(b)所示。其拓?fù)浣Y(jié)果與文獻(xiàn)....

本文編號(hào)：4028518